Низкоэнергетические столкновения настроили детекторы БАК

Во вторник, пятого мая примерно в 9:30 утра по центральноевропейскому времени, впервые за два года с начала работ по ремонту и модернизации Большого адронного коллайдера (БАК), ускоритель произвёл протон-протонные столкновения с энергией 450 ГэВ на пучок. Эти столкновения были зарегистрированы экспериментами БАК: ALICE, ATLAS, CMS и LHCb.

Два пучка протонов с энергией 450 ГэВ сталкиваются в детекторе CMS. Полная энергия столкновения – 900 ГэВ. Эксперименты БАК используют эти столкновения для настройки и выравнивания своих детекторов (© CMS/CERN)

Эти столкновения протонов, произошедшие при так называемой энергии инжекции (т.е. энергии, при которой пучки протонов инжектируются в БАК из протонного суперсинхротрона), позволяют экспериментам на БАК настроить свои детекторы. Этот процесс также является важным шагом на пути к подготовке ускорительного комплекса к столкновениям пучков при суммарной энергии 13 ТэВ.

Каждое низкоэнергетическое столкновение рождает обилие частиц, летящих через множество слоёв эксперимента. Ученые могут использовать эти данные для проверки соответствующих подсистем, и убедиться, что они срабатывают в нужном месте и именно в тот момент, когда через них пролетела частица. Восстановление трека частиц несколькими подсистемами помогает проверить степень выравнивания и синхронизации различных элементов детектора.

Протонные пучки сталкиваются при полной энергии в 900 ГэВ в детекторе ATLAS на БАК (© ATLAS/CERN)

Таким образом команда ускорителя тестирует один за другим каждый компонент, систему и алгоритм, тем самым проверяя, чтобы всё было полностью работоспособно, и чтобы не возникло никаких ошибок или неполадок во время проведения столкновений при 13 ТэВ.

Тем временем, для команды функционирования БАК прошла половина из восьми недель, отведённых расписанием на пусконаладочные работы, в течение которых подсистемы ускорителя проверяются на предмет стабильной циркуляции пучков на надлежащей орбите. Сенсоры и коллиматоры вокруг всего 27 километрового кольца ускорителя отсылают данные в Центр Управления ЦЕРН, откуда операторы могут удалённо регулировать пучок, подстраивая расположение и магнитное поле сотен электромагнитов.

Протон-протонные столкновения при суммарной энергии пучков 900 ГэВ, «видимые» во внутренних кремниевых трекерах детектора ALICE (© ALICE/CERN)

Хотя первые пучки с энергией 6.5 ТэВ успешно циркулировали в БАК и в прошлом месяце, осталось сделать ещё очень многое перед тем, как ускоритель будет осуществлять высокоэнергичные столкновения для решения физических задач. Задолго до того, как начнётся физическая программа работы комплекса, команда функционирования БАК будет заниматься столкновением пучков при суммарной энергии 13 ТэВ для проверки их орбиты, качества и стабильности.

Протон-протонные столкновения при энергии 900 ГэВ в детекторе LHCb (© LHCb/CERN)

Источник: http://home.web.cern.ch/about/updates/2015/05/low-energy-collisions-tune-lhc-experiments